操作系统的四个基本特征

1.并发(concurrence)1

并发:指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。这些事件宏观上是同时发生的,但微观上是交替发生的。
常考易混淆概念–并行:指两个或多个事件在同一时刻同时发生。

并发 VS 并行

exp:假设小渣和老渣每人有两个女朋友。任务一:和一号约会;任务二:和二号约会…
并发约会:分时间段和一、二号约会。。。上午和一号约会,下午和二号约会。
并行约会:和一、二号一起约会

操作系统的并发性:指计算机系统中同时存在着多个运行着的程序。

一个单核处理机(CPU)同一时刻只能执行一个程序,因此操作系统会负责协调多个程序交替执行(这些程序微观上是交替执行的,但宏观上看起来就像在同时执行)

不管是几核CPU,操作系统的并发性依然是必不可少的。

2.共享(sharing)

共享即资源共享,是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。
两种资源共享方式:
互斥共享方式:系统中的某些资源,虽然可以提供给多个进程使用,但一个时间段内只允许一个进程访问该资源。
同时共享方式:系统中的某些资源,允许一个时间段内由多个进程“同时”对它们进行访问。所谓的“同时”往往是宏观上的,而在微观上,这些进程可能是交替地对该资源进行访问的(即分时共享)

生活实例
互斥共享方式:使用QQ和微信视频。同一时间段内摄像头只能分配给其中一个进程。

同时共享方式:使用QQ发送文件A,同时使用微信发送文件B。宏观上看,两边都在同时读取并发送文件,说明两个进程都在访问硬盘资源,从中读取数据。微观上看,两个进程是交替着访问硬盘的。

注意:扬声器,游戏音效和音乐播放器,微观上也是同时使用的。

并发和共享的关系
并发性是指计算机系统中同时存在着多个运行着的程序。
共享性是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。

通过上述例子来看并发与共享的关系:
使用QQ发送文件A,同时使用微信发送文件B。
1. 两个进程正在并发执行(并发性)。如果失去并发性,则系统中只有一个程序正在运行,则共享性失去存在的意义。
2. 需要共享地访问硬盘资源(共享性)。如果失去共享性,则QQ和微信不能同时访问硬盘资源,就无法实现同时发送文件,也就无法并发。

并发性和共享性互为存在条件

3.虚拟(virtual)

虚拟指把一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。物理实体是实际存在的,而逻辑上对应物是用户感受到的。

背景知识:一个程序需要放入内存并给它分配CPU才能执行。

虚拟技术分为:
空分复用技术(如虚拟存储器技术)

时分复用技术(如虚拟处理器):微观上处理机在各个微小的时间段内交替着为各个进程服务。

显然,如果失去了并发性,则一个时间段内系统中只需运行一道程序,那么就失去了实现虚拟性的意义了。因此,没有并发性就谈不上虚拟性。

4.异步(asynchronism)

异步是指在多道程序环境下,允许多个程序并发执行,但由于资源有限,进程的执行不是一贯到底的,而是走走停停,以不可预知的速度向前推进,这就是异步性。

显然,如果失去了并发性,则系统只能串行地处理各个进程,每个进程的执行会一贯到底。只有系统拥有并发性,才有可能导致异步性

重要考点:
理解并发和并行的区别
并发和共享互为存在条件
没有并发和共享,就谈不上虚拟和异步,因此并发和共享是操作系统的两个最基本的特征


  1. 以上所有内容均整理自王道考研 ↩︎

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